超聲波、SF6分解產(chǎn)物聯(lián)合檢測斷路器動靜觸頭接觸不良研究

葉景龍 王清彬 明愛紅 國網(wǎng)昌吉供電公司

一、案例簡介

2019年9月2日，帶電檢測人員在110kV某變電站進行帶電檢測工作中，發(fā)現(xiàn)110kV母聯(lián)1150罐式斷路器超聲波檢測異常，T90超聲波檢測幅值最大值達108mV，且有較強的50HZ、100Hz相關(guān)性，檢測圖譜符合典型放電圖譜特征；進行SF6氣體綜合檢測，發(fā)現(xiàn)SF6氣體分解產(chǎn)物SO2含量超標。經(jīng)綜合分析，判斷該罐式斷路器內(nèi)部存在疑似持續(xù)放電缺陷。2019年9月3日，對該設(shè)備進行停電消缺，解體后發(fā)現(xiàn)該斷路器C相氣室內(nèi)部含有大量疑似SF6分解產(chǎn)物類物質(zhì)，且動觸頭絕緣拉桿處有明顯的放電痕跡，為動靜觸頭接觸不良。檢修更換處理后送電，再次進行超聲波局放測試、SF6氣體綜合分析測試，各項試驗數(shù)據(jù)合格，缺陷消除。

二、檢測過程

（一）超聲波測試

9月2日，帶電檢測人員發(fā)現(xiàn)110kV母聯(lián)1150罐式斷路器超聲波檢測異常，超聲波幅值最大值達108mV，且有較強的50HZ、100Hz相關(guān)性。通過超聲波幅值定位方法判斷，C相罐體動觸頭側(cè)信號幅值最大，故障點位于斷路器C相罐體動觸頭側(cè)位置。根據(jù)《電網(wǎng)設(shè)備帶電檢測技術(shù)超聲波局放典型圖譜》判斷，該放電信號圖譜特征100Hz相關(guān)性較強，符合懸浮放電典型圖譜特征，設(shè)備內(nèi)部存在懸浮性放電。

（二）SF6氣體綜合分析測試

隨后檢測人員對該斷路器氣室進行SF6氣體綜合測試，測試結(jié)果顯示該斷路器氣室SF6氣體分解產(chǎn)物SO2含量達到423ul/l，嚴重超過《Q/GDW 1168-2013輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程》規(guī)定。現(xiàn)場測試情況及測試結(jié)果表1所示。

通過特征氣體產(chǎn)物可以看出SO2最多，并伴隨有CO及少量H2S的產(chǎn)生。因為通常被用作開關(guān)設(shè)備固體絕緣材料的環(huán)氧樹脂、聚乙烯、特氟龍和酚醛等高分子絕緣材料被加熱后，可與SF6氣體發(fā)生反應(yīng)。主要分解產(chǎn)物有CF4，H2S，SO2，CO，AlF3等。而斷路器內(nèi)部絕緣材料受熱后產(chǎn)生SO2、SO2F2、CO等，說明異常位置發(fā)生在絕緣位置。

表1 1150斷路器SF6氣體綜合分析數(shù)據(jù)

圖1 導(dǎo)電桿及滅弧室有大量分解產(chǎn)物

綜合超聲波局放測試、SF6氣體綜合檢測結(jié)果，帶電測試人員綜合判斷，懷疑1150斷路器故障原因為異常過熱或火花放電。

（三）電氣試驗

2019年9月3日，昌吉供電公司對其進行停電檢查，高壓試驗人員對該斷路器進行交流耐壓、絕緣電阻、回路電阻試驗，C相回路電阻略大于其他兩項，但在合格范圍內(nèi)。

綜合超聲波局放測試、SF6氣體檢測及電氣試驗結(jié)果，帶電測試人員判斷1150斷路器內(nèi)部存在異常過熱或火花放電，并且放電強度及過熱溫度較高，如繼續(xù)運行可能會導(dǎo)致絕緣擊穿故障，需要盡快檢查處理。

三、解體檢查

為了進一步查找故障位置，檢修人員聯(lián)合斷路器廠家進行解體檢查。將該斷路器C相氣室解體后，發(fā)現(xiàn)斷路器罐體底部、動靜觸頭表面含有大量粉塵及顆粒，疑似SF6分解產(chǎn)物。仔細檢查發(fā)現(xiàn)，動觸頭絕緣拉桿有明顯的放電痕跡，如圖1所示。

該斷路器內(nèi)部導(dǎo)電桿動靜觸頭接觸不良，在運行過程中產(chǎn)生火花放電及異常過熱，固體絕緣材料受放電及過熱影響后，產(chǎn)生粉末沉積在滅弧室及導(dǎo)電桿上。SF6氣體發(fā)生分解產(chǎn)生SO2，CO等分解產(chǎn)物。導(dǎo)致該斷路器超聲波測試存在異常，斷路器罐體內(nèi)SF6氣體分解產(chǎn)物SO2含量超標。由于昌吉供電公司及時發(fā)現(xiàn)并安排停電檢修處理，從而避免了一起電網(wǎng)事故。

四、經(jīng)驗總結(jié)

1.超聲波局部放電測試可以初步判斷信號來源位置，具有較高的靈敏度，在判斷缺陷位置時，應(yīng)充分考慮聲波的傳遞性和衰減性，這對判斷缺陷位置有很大幫助。

2. SF6分解產(chǎn)物可以有效的反映設(shè)備內(nèi)部放電、發(fā)熱缺陷，通過對各種氣體含量的組分判斷缺陷種類及大概的缺陷位置。